大跨度双层预应力混凝土连续梁桥裂缝产生原因分析与防治

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1、维普资讯http://www.cqvip.com8浙江交通科技2006年第3期大跨度双层预应力混凝土连续梁桥裂缝产生原因分析与防治尹向红郭传点范厚彬陈湘恺(宁波交通工程建设集团有限公司宁波315010)(浙江省交通工程建设集团杭州310031)[摘要]文章针对曹娥江大桥在首次施工箱粱0#、1#块时，横隔梁、腹板上出现裂缝这一现象进行了理论分析及有限元计算，找到了其裂缝产生的原因，在以后施工的0#’、1#块箱梁中采取了裂缝防治措施，证明其适用于实际工程中。[关键词]连续箱梁桥；裂缝；分析与防治1引言个国家有许多科研机构和学者都在潜心研究裂缝预应力混凝土连续

2、箱梁桥具有线条流畅、造型问题，如美国的混凝土协会、英国的水泥与混凝土美观、结构刚度大、行车舒适、施工技术成熟、养护协会、德国的钢筋混凝土协会、法国规范CCBA、欧简易等突出优点，因此，它普遍受到社会各界的青洲混凝土协会、国际预应力混凝土协会、俄罗斯的睐，使用越来越广泛。预应力混凝土连续箱梁桥虽混凝土及钢筋混凝土研究院、中国的建筑科学研究然在我省的发展起步较迟，却发展很快。但是，预院、冶金部建筑研究学院、长安大学等研究机构。应力混凝土连续箱梁桥在施工阶段和运营过程中我国也有很多学者，也一直在研究裂缝问题，如赵往往有不同程度的裂缝，并且所产生的裂缝还具有国藩

3、、杨文渊等很多学者。一定的普遍性和规律性，这也是一直困扰土木科技位于上虞市外环南路的曹娥江大桥，主桥为预工作者的难题，也越来越引起人们的重视。世界各应力混凝土连续梁桥(见图1)。箱梁中心线I／—————一50925i999图1混凝土主梁标准断面l配跨为55m+5×72m+55m。主桥上层横断面为：先张拉纵向预应力束，再张拉50％的横向束，最为17m(机动车道)+2×0．5m(防撞拦)，总宽18m；后张拉竖向预应力束。张拉完毕后，拆除内、外侧下层为分离的两幅车道，横断面为2×1．5m(人行模，模板拆除后发现有沿束道方向的裂缝，规律性道)+2×4．0m(非机

4、动车道)+9．8m(混凝土连续箱极强，见图2所示，其长为50—150cm不等，裂缝距梁)。下部结构采用钻孑L灌注桩基础，桩直径有两锚端约2m，宽度不大于0．1mm。笔者是基于上述种，大小分别为1．5m、1．2m，桩长一般在40一情况而进行分析研究的。50m范围。双层预应力混凝土连续箱梁在全国范2裂缝产生原因分析与防治围内屈指可数，仅江西南昌大桥一座，曹娥江大桥2．1裂缝产生原因分析为第二座，而在我省范围内为首例。该桥梁结构形从广义上说裂缝是固体材料中某种不连续现式较新颖，且具有一定的施工难度。在严格按照设象，属于结构材料强度理论范畴。桥梁结构的裂缝计和施

5、工技术规范要求下，施工单位在首次施工0是由于结构材料的物理力学特性或荷载作用，而使#、1#块(14#墩)时，在箱梁上仍出现了裂缝，裂得结构的某些部位所受的应力大于结构自身的抗缝分布情况大致为：第一、横隔梁与腹板相交的倒力而产生裂缝。桥梁混凝土结构产生裂缝的因素角处发现了水平和竖向裂缝，竖向裂缝从人孑L处发主要有：①与材料的性质有关；②与施工方法有展到自来水管预留孑L处。第：二、在混凝土达到设计关；③与使用环境条件有关；④与设计因素有关；⑤强度的85％后，进行三向预应力束张拉，张拉顺序其它方面的原因，比如，对结构受力的复杂性认识维普资讯http://www

6、.cqvip.com2006年第3期浙江交通科技9不足等。但从力学机理来看，上述因素均可归结为：混凝土裂缝是受拉应力产生的。图2腹板上沿束道方向的裂缝示意图本桥0#、1#块箱梁在施工过程中主要受以下>几种荷载：①环境温度、硬化过程中水化热等形成＼的温度差，温度差导致温度荷载；②预应力的张拉，、、荷载；③自重、施工人群等荷载。0、1#块箱梁采用，＼贝雷搭设平台进行施工的，并且进行了100％的预／＼压，施工过程中整个0撑、1#块箱梁受力状态应为，、、超静定状态，因此，自重、施工人群荷载不致产生局，、、部裂缝，可排除是因为它们产生的裂缝，而横隔梁与腹板相交的倒

7、角、人孔与自来水管周围受预应力张拉荷载几乎没有，因此，我们可以判定，横隔梁与，腹板相交的倒角处发现的水平和竖向裂缝，以及从>人孔处发展到自来水管预留孔处的竖向裂缝，是由＼，／／、／＼／、}＼／

8、{＼／1

9、

10、／＼于环境温度、水化热等引起的温度裂缝或收缩裂缝。而箱梁腹板混凝土除受温度荷载外、主要还受图3有限元网格图预应力张拉荷载，因此，现在不能简单地判定沿预拉。把计算结果整理成最大主应力等值线图应力束道方向的裂缝是温度荷载或预应力张拉荷和变形图，见图4—9，其中，变形图4、6、8中的实线载所致。为了分析沿预应力束道方向的裂缝产生表示有限元网格，虚线表示变形(

11、变形放大200原因，笔者利用VisualFo~ran语言编制了相应的二倍)。维实